Рослинництво та ґрунтознавство

Фотосинтетична активність та продуктивність гречки (Fagopyrum esculentum Moench) за дії азотфіксуючих та фосфатмобілізуючих бактерій

Любов Гончар, Богдан Мазуренко
Завантажити статтю
Анотація

Одним з ефективних способів підвищення урожайності сільськогосподарських культур є передпосівна обробка насіння азотфіксуючими та фосфатмобілізуючими бактеріями. Специфічні властивості формування продуктивності гречки обмежують планову врожайність та реалізацію сортового потенціалу, обумовлюючи зростання вегетативних показників на початкових етапах росту та розвитку. Дослідження проводилися на трьох сортах гречки протягом 2022-2023 рр. в умовах лісостепу України. Метою досліджень було встановити вплив обробки насіння гречки на вміст фотосинтетичних пігментів, накопичення біомаси, індекс листкової площі в генеративний період розвитку та врожайність. Встановлено вплив на ріст біомаси від середини цвітіння до формування плодів, який був незначним, але відзначено різну тенденцію формування фотосинтетичних пігментів у листі. Біопрепарати значно підвищили вміст фотосинтетичних пігментів у фазі бутонізації (ВВСН 51), головним чином за рахунок хлорофілу a, але у фазу цвітіння (ВВСН 65) у більшості випадків ефективні були тільки фосфатмобілізуючі комплекси. Встановлено, що обробка насіння азотфіксуючими бактеріями дала змогу сформувати у гречки у фазу утворення плодів індекс листкової площі 5,27-5,48, що достовірно вище порівняно з контролем (4,19). При цьому накопичення біомаси в генеративний період змінювалось несуттєво за варіантів обробки насіння, але виникали морфологічні зміни, що сприяли формуванню більш високого показника врожаю, а отже, і врожайності. Встановлено, що передпосівна обробка насіння суттєво впливає на біометричні показники та врожайність, але нерідко проявляється сортовий чинник, що свідчить про перспективу подальших досліджень у напрямі оцінки формування генеративного апарату гречки під впливом мікробіологічних препаратів

Ключові слова

вміст хлорофілу; суха маса; листковий індекс; чиста продуктивність фотосинтезу; урожайність

ЦИТУВАТИ
Honchar, L., & Mazurenko, B. (2025). Nitrogen-fixing and phosphate-mobilising bacteria improve photosynthetic activity and productivity of buckwheat (Fagopyrum esculentum Moench). Plant and Soil Science, 16(3), 42-53. https://doi.org/10.31548/plant3.2025.42
Використані джерела
  1. Almashova, V.S., & Skok, S.V. (2022). Effectiveness of application of biological preparations and plant growth regulators for growing agricultural crops in the Southern Steppe zone of Ukraine. Bulletin of Sumy National Agrarian University. The Series: Agronomy and Biology, 47(1), 11-17. doi: 10.32845/agrobio.2022.1.2.
  2. Breslauer, R., Nalbandian, E., Reinman, T., Rezaey, M., Ganjyal, G.M., & Murphy, K.M. (2023). Buckwheat production and value-added processing: A review of potential western Washington cropping and food system applications. Sustainability, 15(20), article number 14758. doi: 10.3390/su152014758.
  3. Chen, M. (2014). Chlorophyll modifications and their spectral extension in oxygenic photosynthesis. Annual Review of Biochemistry, 83(1), 317-340. doi: 10.1146/annurev-biochem-072711-162943.
  4. Convention on Biological Diversity. (1992, May). Retrieved from https://www.cbd.int/.
  5. Convention on International Trade in Endangered Species of Wild Fauna and Flora. (1973, March). Retrieved from https://cites.org/eng.
  6. Dykyi, O., Lykhochvor, V., & Bahay, T. (2022). Influence of mineral fertiliser and foliar dressing rates on buckwheat yield. Scientific Horizons, 25(2), 47-54. doi: 10.48077/scihor.25(2).2022.47-54.
  7. Ehdaie, B., Alloush, G.A., & Waines, J.G. (2008). Genotypic variation in linear rate of grain growth and contribution of stem reserves to grain yield in wheat. Field Crops Research, 106(1), 34-43. doi: 10.1016/j.fcr.2007.10.012.
  8. Guglielmini, A.C., Forcat, J.I., & Miralles, D.J. (2019). The critical period for yield determination in common buckwheat (Fagopyrum esculentum Moench). European Journal of Agronomy, 110, article number 125933. doi: 10.1016/j.eja.2019.125933.
  9. Honchar, L., Mazurenko, B., Shutyi, O., Pylypenko, V., & Rakhmetov, D. (2021). Effect of pre-seed and foliar treatment with nano-particle solutions on seedling development of tiger nut (Cyperus Esculentus L.) plants. Agronomy Research, 19(S1), 767-776. doi: 10.15159/ar.21.021.
  10. Honchar, L., Mazurenko, B., Sonko, R., Kyrpa-Nesmiian, T., Kovalenko, R., & Kalenska, S. (2020). Biochemical responses of 5 buckwheat (Fagopirum esculentum Moench.) cultivars to seed treatment by Azospirillum brasilense. Agronomy Research, 18(SI3), 1680-1688. doi: 10.15159/ar.20.080.
  11. Hudzovskyi, A., Demianenko, I., & Levtun, I. (2024). The impact of metal oxide-based nanofertilisers on the physicochemical properties of agricultural plants. Biological Systems: Theory and Innovation, 15(3), 28-40. doi: 10.31548/biologiya/3.2024.28.
  12. Karbivska, U., Kunychak, G., Dutchak, O., Karpuk, L., Tatarchuk, L., Kashtanova, T., Shelenko, D., Hryhoriv, Ya., Gniezdilova, V., & Sluchyk, I. (2024). Application of biologization elements in buckwheat organic cultivation technology. Ecological Engineering & Environmental Technology (EEET), 25(5), 235-242. doi: 10.12912/27197050/186125.
  13. Karpenko, V.P., Mostoviak, I.I., Datsenko, A.A., Prytuliak, R.M., & Zabolotnyi, O.I. (2021). The content of photosynthetic pigments in buckwheat leaves under the influence of biological preparations. Scientific Issue Ternopil Volodymyr Hnatiuk National Pedagogical University. Series: Biology, 81(1-2), 83-89. doi: 10.25128/2078-2357.21.1-2.11.
  14. Kotykova, O.T., & Ten, I.V. (2018). Production and marketing of organic agricultural products in Ukraine. Modern Economics, 12, 106-111. doi: 10.31521/modecon.V12(2018)-16.
  15. Kuchechuk, L.V. (2022). Global food security: Trends and challenges. The Journal of V.N. Karazin Kharkiv National University. Series: International Relations. Economics. Country Studies. Tourism, 16, 34-40. doi: 10.26565/2310-9513-2022-16-04.
  16. Kunsook, K., Thammaboosadee, S., & Chuckpaiwong, R. (2024). Sustainable organic farming maturity model. International Journal on Advanced Science, Engineering & Information Technology, 14(2), 706-716. doi: 10.18517/ijaseit.14.2.19504.
  17. Mazurenko, B., Novytska, N., & Honchar, L. (2020). Response of spring and facultative triticale on microbial preparation (Azospirillum brasilense and Bacillus polymyxa) by different nitrogen nutrition. Journal of Central European Agriculture, 21(4), 763-774. doi: 10.5513/JCEA01/21.4.2914.
  18. Meteopost. (n.d.). Retrieved from https://meteopost.com/.
  19. Oljača, S., Dolijanović, Ž., Oljača, M.V., & Djordjević, S. (2012). Effect of microbiological fertilizer and soil additive on yield of buckwheat (Fagopyrum esculentum Moench) under high altitude conditions. Ratarstvo i Povrtarstvo, 49(3), 302-306. doi: 10.5937/ratpov49-2528.
  20. Shuvar, A.M., Rudavska, N.M., Begen, L.L., & Dorota, G.M. (2019). The effect of biological preparations for seed treatment under organic buckwheat cultivation technology. Foothill and Mountain Agriculture and Animal Husbandry, 66, 184-194.
  21. Singh, R., Babu, S., Avasthe, R.K., Yadav, G.S., Chettri, T.K., Phempunadi, C.D., & Chatterjee, T. (2015). Bacterial inoculation effect on soil biological properties, growth, grain yield, total phenolic and flavonoids contents of common buckwheat (Fagopyrum esculentum Moench) under hilly ecosystems of North-East India. African Journal of Microbiology Research, 9(15), 1110-1117. doi: 10.5897/AJMR2014.7357.
  22. Tang, Y., Wu, X., Li, C., Yang, W., Huang, M., Ma, X., & Li, S. (2017). Yield, growth, canopy traits and photosynthesis in high-yielding, synthetic hexaploid-derived wheats cultivars compared with non-synthetic wheats. Crop and Pasture Science, 68(2), 115-125. doi: 10.1071/CP16072.
  23. Tao, Y.P., Shf, Q., Zhangl, X., & Zhou, Y.N. (2004). Inoculation effect on growth and flavonoid content of Tartary buckwheat in a field experiment. Fagopyrum, 21, 45-50.
  24. Tummaramatti, S., Hegde, L., Vijaykumar, N., Chandra, J., & Narayanapur, V.B. (2016). Pot experiment: Studies on effect of bio-fertilizers on Buckwheat (Fagopyrum esculentum Moench). Ecology, Environment and Conservation, 22, 55-58.
  25. Vieites-Álvarez, Y., Hussain, M.I., Reigosa, M.J., Kolmanič, A., Meglič, V., Čepková, P.H., Zhou, M., Janovská, D., & Sánchez-Moreiras, A.M. (2024a). Potential of different common (Fagopyrum esculentum Moench) and Tartary (Fagopyrum tataricum (L.) Gaertn.) buckwheat accessions to sustainably manage surrounding weeds. European Journal of Agronomy, 153, article number 127040. doi: 10.1016/j.eja.2023.127040.
  26. Vieites-Álvarez, Y., Reigosa, M.J., & Sánchez-Moreiras, A.M. (2024b). A decade of advances in the study of buckwheat for organic farming and agroecology (2013-2023). Frontiers in Plant Science, 15, article number 1354672. doi: 10.3389/fpls.2024.1354672.
  27. Wei, X., Xie, B., Wan, C., Song, R., Zhong, W., Xin, S., & Song, K. (2024). Enhancing soil health and plant growth through microbial fertilizers: Mechanisms, benefits, and sustainable agricultural practices. Agronomy, 14(3), article number 609. doi: 10.3390/agronomy14030609.
  28. Witkowicz, R., Skrzypek, E., Gleń-Karolczyk, K., Krupa, M., Biel, W., Chłopicka, J., & Galanty, A. (2021). Effects of application of plant growth promoters, biological control agents and microbial soil additives on photosynthetic efficiency, canopy vegetation indices and yield of common buckwheat (Fagopyrum esculentum Moench). Biological Agriculture & Horticulture, 37(4), 234-251. doi: 10.1080/01448765.2021.1918579.
  29. Zhang, Y., Guo, R., Li, S., Chen, Y., Li, Z., He, P., Huang, X., & Huang, K. (2021). Effects of continuous cropping on soil, senescence, and yield of Tartary buckwheat. Agronomy Journal, 113(6), 5102-5113. doi: 10.1002/agj2.20929.